[發明專利]一種γ形半截面端環及其超塑成形方法

有效

• 申請號: 202111576158.X
• 申請日: 2021-12-21
• 公開（公告）號: CN114211204B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 沈華;龍蓮珠;高海濤;李丹;孔得力
• 申請（專利權）人: 北京星航機電裝備有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B23K26/38;B23K26/70;B21D26/02;B21D53/16
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所有限公司 11386
• 代理人: 程虹

本發明公開了一種γ形半截面端環及其超塑成形方法，屬于輕量化結構設計及超塑成形技術領域，解決了現有技術中γ形半截面端環原材料利用率低、加工周期長、裝配和焊接過程控制及終成形精度保證的難度大、工藝流程復雜的問題。端環包括外殼、夾環、外筒和內殼，外殼和外筒套設于內殼的外壁，端環的兩端分別為內環端和外環端。沿內環端至外環端的方向，外殼和外筒依次布置且深熔連接或擴散連接；夾環位于外殼的內環端與內殼的內環端之間且分別與兩者擴散連接。方法為向兩個端環毛坯的外殼坯、外筒坯和內殼坯之間構成的內外密閉腔體中充氣；分別向兩個內殼坯與工藝筒之間構成的內工封閉腔體內充氣。該端環和方法的原材料利用率高。

技術領域

本發明屬于輕量化結構設計及超塑成形技術領域，尤其涉及一種γ形半截面端環及其超塑成形方法。

背景技術

目前，γ形半截面端環前后端面由于需與其余結構件裝配或焊接，往往厚度較大或成形精度較高，而γ形半截面區域則僅需要較小的材料厚度就能滿足構件整體使用性能及輕量化的要求。

上述γ形半截面端環通常的超塑成形方法有以下兩種：

第一種方法，采用鑄造或鍛造的方式整體成形γ形半截面端環毛坯后，機加去量至最終狀態，此種超塑成形方法原材料利用率低、加工周期長，難以滿足成本控制及大規模生產的需求。

第二種方法，針對鑄造或鍛造成形存在的問題，設計γ形半截面端環拆分，減少鑄造或鍛造毛坯尺寸，預留與γ形半截面零件裝配接口，將γ形半截面端環的γ形半截面區域采用鈑金工藝成形成獨立構件后，通過電子束焊接或激光焊接的方式實現端環的終成形，此種超塑成形方法雖然提高了原材料的部分利用率，但是，伴隨的增加端環構件拆分后獨立構件的裝配、焊接過程控制及終成形精度保證的難度，增加了端環制造的工藝流程，難以滿足低成本、高效生產的需求。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明旨在提一種輕量化γ形半截面端環分層及工裝設計、超塑成形方法，解決了現有技術中γ形半截面端環原材料利用率低、加工周期長、裝配和焊接過程控制及終成形精度保證的難度大、工藝流程復雜的問題。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：

本發明提供了一種γ形半截面端環，包括外殼、夾環、外筒和內殼，外殼和外筒套設于內殼的外壁，端環的兩端分別為內環端和外環端。沿內環端至外環端的方向，外殼和外筒依次布置且深熔連接或擴散連接；夾環位于外殼的內環端與內殼的內環端之間且分別與兩者擴散連接。

進一步地，外殼和外筒的接觸部位采用電子束或激光焊的深熔連接；或者，外殼和外筒的接觸部位采用擴散連接。

進一步地，內殼與外殼在γ形半截面區域擴散連接。

進一步地，外殼的中心為開口，用于為端環內安裝空間的進出通道。

進一步地，外筒與外殼的接觸面為厚度3～20mm的環形平面。

進一步地，夾環的內壁面和外壁面均為圓柱面環形。

進一步地，夾環的前端面和部分側面與外殼擴散連接，夾環的后端面和剩余部分的側面與內殼擴散連接。

本發明提供了一種γ形半截面端環的超塑成形方法，包括如下步驟：

步驟1：提供兩個端環毛坯和一套成形工裝，將兩個端環毛坯對稱置于成形工裝中，端環毛坯包括外殼坯、外筒坯、夾環坯、內殼坯和工藝殼，外殼坯和外筒坯套設于內殼坯的外壁，沿內環端至外環端的方向，外殼坯和外筒坯依次布置，夾環坯位于外殼坯的內環端與內殼坯的內環端之間；

步驟2：對端環毛坯和成形工裝進行加熱，使得端環毛坯軟化；

步驟3：分別向兩個端環毛坯的外殼坯、外筒坯和內殼坯之間構成的內外密閉腔體中充氣，使得外殼坯和外筒坯的外壁緊貼成形工裝的內壁；